[发明专利]用于对工件的表面进行激光加工或者用于对工件外侧面或内侧面上的涂层进行后处理的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对工件表面进行加工或者用于对工件外侧面或内侧面上的涂层进行后处理的设备，所述工件特别是金属工件、优选管件。另外，本发明涉及一种用于对工件表面进行加工或者用于对工件外侧面或内侧面上的涂层进行后处理的方法，特别是利用上述类型的设备。另外，本发明还涉及一种用于对工件外侧面或内侧面进行涂层的方法。

背景技术

所述工件特别是可以由金属构成或者包括金属。另外，它特别是可以具有一种圆柱形的形状并且例如是管件或者棒材。在这种情况下，借助本发明可以加工的涂层例如可包括至少一层利用高速火焰喷涂或者等离子喷涂制造的涂层或者是通过喷射、通过湿润或者通过涂抹而涂覆的涂层。

这种涂层应该经常用作防腐层或者耐磨层。涂层通常必须被后续热加工，以实现：将涂覆的粉末状材料转换为紧固连接在一起的涂层。在此，对于设置在管件内部的涂层的后处理被证实为特别麻烦和昂贵。

发明内容

本发明所要解决的的问题是：提供一种文首述及类型的设备，该设备能够有效地对特别是设置在管件内部的涂层进行后处理，或者能够有效地加工工件的表面。另外，还应阐明用于对工件表面进行加工或者用于对工件外侧面或内侧面上的涂层进行后处理的方法以及用于对工件外侧面或内侧面进行涂层的方法。

根据本发明，上述问题通过具有权利要求1所述特征的设备以及通过具有权利要求16和18所述特征的方法得以解决。从属权利要求涉及的是本发明的一些优选设计。

根据权利要求1规定，该设备包括：能够穿过工件或者在工件外部运动的作业加工头；用于将激光光线导送至作业加工头的光导纤维或者用于在作业加工头中产生激光光线的器件；以及在作业加工头内的光学器件，这些光学器件能够对工件的内侧面或外侧面施加激光光线。通过施加激光辐射，能够有效地加工工件表面或者能够有效地对涂层进行后续加工，其中，可以实现将涂层组成部分特别是熔接、熔化或熔入到位于其下的工件的表面处、表面上或表面中。

借助于本发明的设备或者本发明的方法，不仅能够加工涂层，而且还能够加工未经涂层的金属表面。本发明的设备还允许以与涂层类似的方式对经抛光的和/或经研磨的金属表面进行后续加工，这些金属表面已经利用其它工艺方法进行了预加工，例如机械切削加工、通过浸入溶液中/用溶液涂抹工件的化学清洗/侵蚀、利用机械研磨和/或抛光工具实施的机械研磨/抛光。

在对金属表面加工的过程中，这些金属表面可以被熔化或者有针对性地被加热直到熔点之下。在熔化的情况中，在熔化表面上起作用的表面张力使表面光整为具备可实现的粗糙度值Ra＜0.5μm。在加热到熔点之下的情况中，在工件表面上在热影响区之内出现有针对性的结构组织变化。这种结构组织变化以各种不同的性状处理表现为人所知，例如作为退火、烧结或淬火。

最后所提到的性状处理表现(退火、烧结、淬火)以及使熔化的表面光整可以以同样方式用于对涂层的激光后处理。

例如，作业加工头可以像由其他技术领域中已知的管道清洗机那样沿着轴向方向运动穿过特别是构造成管件的工件内部。

存在如下可能性：光学器件包括按下述方式构造的构件，即激光光线在该构件中通过内部反射和/或折射被转向，使得激光光线到达工件的待加工的或者待后处理的外侧面或内侧面上。这样的构件例如与镜反射的(verspiegelt)构件(激光光线在其外侧面上被反射至管件内壁)相比，可以明显更为简单地进行调校和制造。

在此可以规定：光学器件构造为，使得它们能够在例如构造成管件的工件的内侧面或外侧面上产生激光光线的环形强度分布。该环形强度分布可以通过作业加工头沿轴向方向的运动而顺着管件的内侧面或外侧面运动，因此通过这种方式能够非常快速地实现对涂层施加激光光线。

可以规定：光学器件包括均化器件，该均化器件例如是一种旋转对称的构件并且具有特别是带有同心或者同轴设置的透镜的透镜组。通过这样一种构件，激光光线能够对于环形强度分布最佳化地得以成形和均化。